新型镁合金管材挤压−剪切−弯曲连续成形的研究与验证

为了促进镁合金大塑性变形技术的工业化,研究了一种正挤压与等通道挤压相结合的镁合金薄壁管材(Tube)挤压(Extrusion)−剪切(Shearing)−弯曲(Bending)(简写为TESB)连续塑性成形方法;采用有限元法对TESB变形过程进行计算机数值模拟。在挤压机上安装TESB成形模具,进行挤压成形试验,对挤出的管材进行微观组织观察及硬度测定,并对数据进行处理。结果表明:随着挤压速度的增大,管坯温度升高明显;随着预热温度升高及摩擦因数减小,挤压载荷会减小。TESB成形可以细化镁合金晶粒,提高TESB成形的均匀性;随着温度升高,镁合金管材硬度有所降低,但是与普通挤压相比,镁合金管材硬度明显上升,硬度最大值出现在剪切区和弯曲区交界位置。TESB成形是一种新型的镁合金管材大塑性变形方法,可以有效地细化晶粒、提高组织的均匀性。

镁合金复合细晶强化研究进展

细化镁合金的晶粒可极大改善其综合力学性能,单一的细化方法包括在熔体中施加外力场作用、高压和激冷作用以及大塑性变形,单一细化方法下的材料性能难以满足实际需求,且生产效率低、成本高、质量难以保证。2种及以上细化晶粒方法的结合可以实现镁合金性能的极大提升,通过评述镁合金复合加工方法,包括挤压铸造-固态挤压成形、挤压铸造-正挤压成形、FE-CCAE复合变形工艺、电磁脉冲结合轧制工艺、超声振动-挤压加工等,详细阐述镁合金复合细晶强化工艺的研究进展,为进一步研究和开发更加高效绿色的镁合金晶粒细化复合成形技术提供参考。

挤压-剪切薄壁中空镁合金型材成形过程物理场及微观组织

为研究镁合金圆管挤压成形薄壁中空方管的可行性及其性能,本文通过挤压-剪切复合成形工艺将AZ31镁合金圆管坯料直接制备成厚度为2 mm的薄壁中空方形管材。结合DEFORM-3D软件对不同温度下镁合金方管成形过程中成形载荷、挤压速度、等效应变等进行了数值模拟。结果表明:温度的大小影响成形载荷的分布,合适的成形速度与温度有利于镁合金方管的成形。通过挤压-剪切复合工艺可直接一道次成形薄壁中空方管,且成形方管的晶粒尺寸得到有效细化;在400℃下成形方管的屈服强度约为230MPa,伸长率约为20%,断裂方式为准解理断裂;在动态再结晶和较大的剪切作用下,成形方管的基面织构分散程度较高,强度明显弱化,其综合性能得到提高。在挤压-剪切复合成形过程中,可以通过降低变形速度和提高变形温度来获得良好性能的镁合金方管。